#12 - Nel cinema

Copertina americana ufficiale del film "Indiana Jones e i predatori dell'arca perduta

Indiana Jones e i predatori dell' arca perduta

Nel film il protagonista Jones si trova alle prese con un teodolite, parente molto stretto dello strumento universale, che procede a manovrare per individuare la posizione precisa della preziosa arca, come testimoniato dalla seguente immagine estratta dal film.

Il protagonista, Henry Walton Jones, mentre maneggia un teodolite 

#10 - I libri

Giovanni LIVA e Maurizio SAVOJA, "L'Immagine Interessata" Territorio e cartografia in Lombardia tra 500 e 800, a cura di Mario SIGNORI, Milano : NowPress, 1984.

Marta ABBA', Teodolite: come si usa, in «Ideegreen», 2018

Andrea CANTILE, PIZZETTI, Paolo, in: Dizionario Biografico degli italiani, volume 84, Istituto dell'Enciclopedia Treccani, 2015.

#09 - Gli inventori

 La sua origine è abbastanza misteriosa. Le prime notizie di cui disponiamo risalgono al medioevo e lo fanno provenire dal medio oriente, più precisamente dall’area attorno a Baghdad, anche se non sappiamo di preciso come fosse fatto questo primo esempio dello strumento ma che fu usato per calcolare un arco di meridiano.

 Il primo vero e proprio strumento topografico che si avvicina effettivamente allo strumento universale e di cui abbiamo traccia fuil teodolite costruito da Joshua Habermel in Germania nel 1576, a cui possiamo quindi dar merito della sua invenzione. L'artigiano tedesco fu un noto costruttore di strumenti scietifici che trovò impieghi nell'area della Germania e della vicina Repubblica cieca, fornendo e costruendo numerosi strumenti. 

 Proprio nel XVI e XVIIsecolo infatti, i viaggi di esplorazione e le conquiste coloniali a cui fecero seguito bisogni sempre più sofisticati della cartografia, stimolarono la necessità di disporre di strumenti topografici precisi ed affidabili. 

Lo strumento vantava infatti un miglioramento nei materiali impiegati, nelle tecniche costruttive, nonchè nella parte ottica in relazione ai numerosi strumenti topografici di costruzione ad esso antecedente.

Gruppo di antichi strumenti di interesse topografico

#11 - I costruttori

 E ai fratelli Adolf (1806-1871) e George Repsold (1804-1885) che dobbiamo la progettazione e la conseguente fabbricazione dello strumento. I due fratelli ereditarono infatti la ditta Repsold produttrice di strumenti scientifici astronomici fondata dal padre Johann George (1770-1830) ad Amburgo, assicurandole lungo successo negli anni a venire, fornendo strumenti scientifici a numerosi osservatori astronomici anche fuori dai confini tedeschi.

Johann George Repsold, 1770-1830

#08 - I materiali

 Ottone

Materiale costituente gran parte dello strumento, dai cerchi azimutali al sostegno principale. Trattasi di una lega metallica costituita di rame e zinco con elevate duttilità e malleabilità, nonchè una buona resistenza contro la corrosione. Possedendo inoltre una ottima fusibilità si presta alla realizzazione di forme anche complesse. Proprio questa caratteristica ha assicurato in fase di fabbricazione una alta qualità delle finiture, conferendo allo strumento una elevata precisione di misura.

Getto di ottone fuso versato in stampi di fusione

Vetro

Costituisce il prisma di rifrazione interno al cannocchiale dello strumento. Definito come un solido amorfo, è ottenuto per rapido raffreddamento di liquidi vetrogeni costituiti da ossidi. Tra le sue caratteristiche rientrano la trasparenza, elevate durezza e fragilità ed una superficie molto liscia. 

Proprio la sua trasparenza lo ha reso adatto alla realizzazione del prisma interno al cannocchiale, mediante cui è possibile rilevare anche elementi posti in lontananza rispetto al punto di osservazione garantendo una ottima utilizzabilità dello strumento.

Lastre di vetro di vario spessore, nell'immagine è ecidente l'elevata trasparenza del materiale

#07 - il mito

 Il mondo è oggi, ed è sempre stato, un luogo fisico in continua evoluzione e proprio per questo porta con se ogni giorno infinte nuove occasioni che solo chi ne ha una conoscenza precisa è in grado di individuare, cogliendone i frutti. Di questo devono essersi accorti gli uomini quando cominciarono a cimentarsi nello studio accurato e scientifico della superficie terrestre, dando vita a quella intrigante quanto fondamentale disciplina che è la topografia;

Porzione di crosta terrestre vista dallo spazio

 E negli anni sono stati numerosi gli strumenti scientifici ideati e messi al servizio di questa scienza tra cui spicca lo strumento topologico Universale. Universale, si, come le misure che è in grado di fornire utili in campo astronomico nonchè topografico;  Universale, si, come la sua forma, che ricorda quella di una stella splendente attorno cui orbitano pianeti e satelliti; Universale. Uno strumento che racchiude nel suo nome il segreto del suo successo, uno strumento che racchiude in delle forme sinuose e ammalianti un intero universo.

Vista macroscopica di una galassia

#06 - Il simbolo

Soffitto affrescato dello stanzino delle matematiche, Galleria degli uffizi

Putti ed angioletti che ai lati dell'opera studiano e analizzano la geografia della terra, quasi a voler far nascere nel visitatore quel germe di curiosità che darà poi vita allo studio geografico ed alla topografia.

#05 - Il principio fisico

 Lo strumento comprende un cannocchiale in grado di ruotare attorno ad un asse orizzontale ed uno verticale; una volta fissato lo strumento in una posizione fissa, che prendi il nome di  "postazione di stazione", si procede a ruotare il telescopio attorno all'asse verticale collimandolo in due operazioni successive con due punti presi di riferimento; per ognuno di essi si legge quindi il valore del relativo angolo tramite gli appositi cerchi di lettura di cui lo strumento è dotato. Per differenza tra i due è quindi possibile determinare il valore dell'angolo piano compreso tra i due punti di riferimento, definito angolo azimutale.

Sfruttando invece la rotazione attorno all'asse orizzontale e ripetendo le operazioni fin qui descritte tra due nuovi punti giacenti su di uno stesso asse verticale, è nuovamente possibile determinare l'angolo tra essi compreso, giacente questa volta su un piano verticale, definito angolo zenitale.

La figura seguente, molto esplicativa, fornisce una visione grafica di questi angoli:

Principali angoli e grandezze di interesse nell'uso di un teodolite

 

#04 - La scienza

Dal nome dello strumento è lampante ricollegare il suo utilizzo nell'ambito della topografia, una disciplina che ha una storia dalle origini remote riconducibili addirittura all'antica società egizia, nella quale i contadini, mediante elementari rilevamenti territoriali, erano in grado di riconfinare i terreni a seguito delle inondazioni per le piene del Nilo.

 Sebbene durante tutto il corso della storia furono diverse le popolazioni che contribuirono allo sviluppo di questa disciplina, i primi a cimentarsi nella costruzione di primordiali mappe geografiche furono gli arabi, mentre per avere testimonianza della prima vera e propria carta geografica di concezione moderna bisognerà aspettare il XVII secolo, quando venne tracciata la prima carta di Francia, in scala 1:86 400.

Operatore impegnato in un rilievo topografico

Ad oggi la topografia (topography) è quindi quella disciplina che studia gli strumenti e i metodi operativi di calcolo e di disegno necessari per ottenere una rappresentazione grafica di una qualsiasi parte della superficie terrestre. 

#03 - Un glossario

 Strumento topografico universale

Strumento portatile adatto a misure topografiche ed astronomiche.

Telescopio

strumento che raccoglie la luce o altre radiazioni elettromagnetiche provenienti da un oggetto lontano, la concentra in un punto (detto fuoco) e ne produce un'immagine ingrandita.

Prisma 

strumento ottico in vetro utilizzato per dividere la luce nelle sue componenti spettrali.

Vite calante

barra filettata che funge da distanziale al fine di livellare un oggetto rispetto al piano o spostarne il punto di equilibrio nello spazio.

Supporto tronco conico

Organo a forma di tronco di cono avente lo scopo di sostenerne altri, fissandone rigidamente la posizione.

Livella

Strumento utilizzato per verificare la pendenza di una superficie rispetto ad un piano orizzontale.

Contrappeso

Peso che equilibra in tutto o in parte il peso di una massa mobile.

#02 - L'immagine

Strumento topografico universale, 1839

Fonte: https://brunelleschi.imss.fi.it/astrofirenze/2_1_5.html

#01 - Il nome

Trattasi di uno strumento ottico a cannocchiale costituito essenzialmente da un telescopio in grado di ruotare attorno ad un asse orizzontale ed uno verticale. Permette pertanto la misurazione di angoli azimutali (ovvero contenuti in un piano orizzontale, utili in ambito topografico) e zenitali (contenuti in un piano verticale, di interesse anche astronomico).

In altri paesi del mondo lo strumento è conosciuto come:

Inglese:  universal topographic tool;

Tedesco:  universelles topografisches Werkzeug;

Francese: outil topographique universel;

Spagnolo: herramienta topográfica universal;

Russo: универсальный топографический инструмент;

Cinese: 通用地形工具 (Tōngyòng dìxíng gōngjù);

Tornando alla nostra lingua, è lampante notare come l'aggettivo "topografico" provenga dalla parola "topografia", a sua volta derivante dall'unione delle due parole greche τόπος «luogo» e -γραϕία «-grafia», ad indicare l'interesse di questa disciplina nello studio dei posti e dei luoghi.